高二化学电离水解
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一)盐类水解口诀:有弱才水解,越弱越水解,双弱双水解,谁强显谁性。(1)有弱才水解
要求盐要有弱酸根离子或者弱碱金属离子(包括铵离子)。
如:NaCl中的Na+对应的碱是强碱NaOH,则Na+是强碱金属离子,不会水解。NaCl中的Cl-对应的酸是强酸HCl ,则Cl-是强酸根离子,也不会水解。
所以,NaCl在水溶液中不会发生水解。
又如:CH3COONa中的CH3COO-对应的是弱酸CH3COOH,则CH3COO-
是弱酸根离子,会水解。消耗H2O电离出的H+,结合成CH3OOH分子。使得水中OH-多出。
所以,CH3COONa的水溶液显碱性。
(2)越弱越水解
盐中的离子对应的酸或碱的酸性越弱或碱性越弱,水解的程度越大。
如:Na2CO3和Na2SO3
CO3^2-对应的酸是H2CO3;SO3^2-对应的酸是H2SO3
由于H2CO3的酸性弱于H2SO3
则,CO3^2-的水解程度比SO3^2-的水解程度更大,结合的H+更多。
所以,Na2CO3的碱性比NaSO3的碱性强。
(3)双弱双水解
当盐中的阳离子对应的碱是弱碱并且盐中的阴离子对应的是弱酸时,则盐的这两种离子都会发生水解。阳离子水解结合水电离出的OH-;阴离子水解结合水电离出的H+,所以双水解发生的程度往往较大。
如:CH3COONH4 中的NH4+对应的碱是弱碱NH3*H2O ;CH3COO-对应的酸是弱酸CH3COOH
则NH4+和CH3COO-都会发生水解,NH4+结合OH-形成NH3*H2O;CH3COO-结合H+形成CH3COOH,相互促进,水解程度较大。
(4)谁强显谁性
主要是针对双水解的盐,即弱酸弱碱盐,由于盐中的阴离子水解结合H+,阳离子水解结合OH-
要判断盐溶液的酸碱性,则要比较阴离子的水解成度和阳离子的水解程度的大小。
如:(NH4)CO3 ,由于NH3的碱性比H2CO3的酸性强(实际上比较的是两者的电离度,中学不做要求,只需记忆),则NH4+的水解程度比CO3^2-的水解程度弱,使得水溶液中消耗的H+更多,有OH-多出。
所以,(NH4)2CO3 溶液显碱性。
又如:CH3COONH4,由于NH3的碱性和CH3COOH的酸性相当,则NH4+的水解度和CH3COO-的程度差不多,使得水溶液中的H+和OH-也差不多。
所以CH3COONH4溶液显中性。
再如:(NH4)2SO3,由于NH3的碱性比H2SO3的酸性弱,则NH4+的水解度比SO3^2-的水解度大,使得水溶液中消耗的OH-更多,有H+多出。
所以,(NH4)2SO3溶液显酸性。
(二)根据盐类的不同,可分为:强酸强碱盐(不水解);强酸弱碱盐;强碱弱酸盐;弱酸弱碱盐
(1)强酸弱碱盐
如:NH4Cl的水解离子方程式:
NH4+ + H2O =可逆= NH3*H2O + H+ 强酸弱碱盐的水溶液一定显酸性。(2)强碱弱酸盐
如:CH3COONa的水解离子方程式:
CH3COO- + H2O =可逆= CH3COOH + OH-
强奸弱酸盐的水溶液一定显碱性。
(3)弱酸弱碱盐
如:CH3COONH4的水解:
CH3COO- + NH4+ + H2O =可逆= CH3COOH + NH3*H2O
CH3COONH4水溶液显中性
如:NH4F的水解:
NH4+ + F- + H2O =可逆= NH3*H2O + HF NH4F的水溶液显酸性。如:NH4ClO的水解离子方程式;
NH4+ ClO- + H2O =可逆= NH3*H2O + HClO
NH4ClO的水溶液显碱性。
弱酸弱碱盐的酸碱性和阴离子与阳离子有关。
(三)多元弱酸或多元弱碱形成的盐的水解
多元弱酸或多元弱碱形成的盐的水解是分步进行的,一般第一步进行的程度最大,第二步甚至更多步的水解程度就很弱了。
如:Na2CO3的水解:
第一步程度很大:CO3^2- + H2O =可逆= HCO3- + OH-
第二步程度很小:HCO3- + H2O =可逆= H2CO3 + OH- 【注意】:
大部分的盐的水解都不能进行彻底,所以一般盐的水解都要是可逆符号。水解度较大的盐有Al2S3可认为几乎双水解彻底。
【以上都是一种盐中的离子水解。】
【第二种情况】:
另外,还有2种盐中,分别有弱酸根离子和弱碱根离子,也会互相促进,发生双水解。
如:NaHCO3和AlCI3两种盐,如果把它们的溶液相混合,则会发生双水解,水解离子方程式如下:
3HCO3- + Al^3+ == Al(OH)3↓ + 3CO2↑
注意:Al^3+和HCO3-双水解较彻底,可以用“==”而不用“可逆符号”
另外,所有的水解过程中一定有水参加,但是由于该水解反应,生成物中有水,可以和反应物中的水刚好相互抵消,但方程式中没有水出现并不表明没有水参加。
【附】
(1)常见的弱酸根离子:SO3^2- ;HSO3-;CO3^2-;HCO3-;PO4^3-;HPO4^2-;ClO-;S^2-;HS-;CH3COO-;SCN-;F-;AlO2-;C6H5O(苯酚根);NO2-(亚硝酸根)
常见弱酸的酸性排序:
H2SO3 > H3PO4>
HF >HCOOH>C6H5-COOH>CH3COOH>H2CO3>H2S
亚硫酸磷酸氢氟酸甲酸苯甲酸醋酸碳酸氢硫酸
> HClO>C6H5-OH>HAlO2 次氯酸 苯酚 偏铝酸 (2)常见的弱碱离子:NH4+;Cu^2+;Fe^2+;Fe^3+;Al^3+
其中碱性排序:Fe(OH)2 > Fe(OH)3 > Cu(OH)2 > NH3*H2O > Al(OH)3
二、盐类水解的影响因素及应用
1.内因:盐本身的性质
(1)弱碱越弱,其阳离子的水解程度就越大,溶液酸性越强。
(2)弱酸越弱,其阴离子的水解程度就越大,溶液碱性越强。
2.外因
(1)温度:升高温度,水解平衡正向移动,水解程度增大。
(2)浓度
①增大盐溶液的浓度,水解平衡正向移动,水解程度减小,但水解产生的离子浓度增大,加水稀释,水解平衡正向移动,水解程度增大,但水解产生的离子浓度减小。
②增大c (H +),促进强碱弱酸盐的水解,抑制强酸弱碱盐的水解;增大c (OH -),促进强酸弱碱盐的水解,抑制强碱弱酸盐的水解。
3.盐类水解的应用(写离子方程式)
(1)明矾净水:Al 3++3H 2O Al(OH)3+3H +。
(2)制备Fe(OH)3胶体:Fe 3++3H 2O=====△Fe(OH)3(胶体)+3H +。
(3)制泡沫灭火剂:Al 3++3HCO -3===Al(OH)3↓+3CO 2↑。
(4)草木灰与铵态氮肥混施:NH +4+CO 2-3+H 2O NH 3·H 2O +HCO -3。
3.灵活运用电荷守恒和物料守恒
(1)电荷守恒
电解质溶液中所有阳离子所带正电荷总数等于所有阴离子所带负电荷总数。
例如:NaHCO 3溶液:c (H +)+c (Na +)=c (HCO -3)+2c (CO 2-3)+c (OH -)。
(2)物料守恒
电解质溶液中,同种元素的原子总是守恒的。
例如:0.1 mol·L -1的NaHCO 3溶液中:
c (Na +)=c (HCO -3)+c ( CO 2-3)+c (H 2CO 3)=0.1mol·
L -1。 注意:有些特殊的离子浓度关系可由电荷守恒关系式和物料守恒关系式变化
得出。例如NaHCO 3溶液中c (H +)=c (CO 2-3)+c (OH -)-c (H 2CO 3)关系式可由上述
3(1)、(2)中的两个关系式相减得出。
【例3】 下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A .室温下,向0.01 mol·L -1 NH 4HSO 4溶液中滴加NaOH 溶液至中性:c (Na +)>c (SO 2-4)>c (NH +4)>c (OH -)=c (H +)
B .0.1 mol·L -1 NaHCO 3溶液:c (Na +)>c (OH -)>c (HCO -3)>c (H +)
C .Na 2CO 3溶液:c (OH -)-c (H +)=c (HCO -3)+2c (H 2CO 3)
D .25℃时,pH =4.75、浓度均为0.1 mol·L -1的CH 3COOH 、CH 3COONa 混合溶液:c (CH 3COO -)+c (OH -) [解析] A 选项中溶液呈中性,则c (H +)=c (OH -), 据电荷守恒原理有: c (Na +)+c (H +)+c (NH +4)=c (OH -)+2c (SO 2-4)